摘要：川东北地区礁滩储层埋深大，空间展布复杂多变，因针对深层复杂礁滩储层的地震预测技术还不够完善，一直制约着该区的勘探发展。为此，以川东北元坝地区长兴组礁滩储层为研究对象，对礁滩储层预测技术进行了探索和总结，形成一套以礁滩储层数值模拟技术、小波多尺度边缘检测技术、基于波形复杂程度的储层检测技术、礁滩复合体空间分布预测技术、地震属性分析技术、地震相分析及沉积相解释技术、低频伴影技术以及“相控法”精细储层描述技术等为核心的多尺度地震识别方法，并在元坝地区获得了良好的应用效果，落实了元坝地区长兴组台缘礁滩复合体、礁后浅滩、礁间滩、台内滩4种类型7个勘探目标，已完钻的井均钻遇白云岩储层，并均获得工业气流，表明该技术方法具有推广应用的价值。
关键词：四川盆地东北部；元坝地区；碳酸盐岩；生物礁滩；储集层；晚二叠世；地震勘探；预测
四川盆地元坝地区上二叠统长兴组生物礁滩岩性气藏是在一定的古构造高背景上、受台地边缘控制、总体呈北西-南东向展布的台地边缘生物礁滩气藏[1～2]，储层岩性以生屑云岩为主，生屑灰岩次之，物性较好，纵向上具有早滩、晚礁，平面上有前礁、后滩的分布特征[3]。钻井揭示，礁滩储层埋藏深度平均达7000m；礁盖储层单层最厚达23m，平均为4.2m，生屑滩储层单层最厚达10m，平均为3.9m，较薄；储层段地震资料主频在20Hz左右，且反射弱，信噪比较低。针对礁滩储层的识别与预测虽然取得了一定进展[4]，但面对超深层复杂礁滩储层的预测问题，困难依然很大。
1 数值模拟与地震响应特征分析
1.1 生物礁模型的数值模拟
图1是对过生物礁反射外形特征的地震数值模拟。图1-b是根据图1-a解释层位建立的速度模型，为了类比实际的生物礁埋藏深的特点，将模型的初始延拓深度设定为4000m；图1-c是得到的正演记录，由于生物礁埋藏较深，在该图上生物礁的隆起特征不明显，此外，不规则点的绕射波较发育，而且绕射弧度大；图1-d是采用正确的速度模型对图1-c进行偏移计算得到的模拟记录，从图1-d中可以清楚地看到生物礁的杏仁状隆起的反射特征。
采用相同的方法，对29个不同的生物礁模型进行了地震响应的数值模拟，综合多个模型的数值模拟结果可以将生物礁在时间剖面上的特征归纳为以下3项：①外形上，呈丘状或杏仁状隆起，两翼对称或非对称；②由于礁体内部充填物性的差异，生物礁顶部的反射有时呈强反射，有时也呈弱反射，生物礁内部多杂乱反射，隐约成层，反射有时强，有时弱；③由于长兴组总体上处于海侵期，与生物礁岩隆伴随的披覆、上超现象明显。通过上述特征的数值模拟，为生物礁的地震识别提供了理论依据。
1.2 生物礁、滩储层及礁滩复合体地震响应的数值模拟
元坝地区的礁、滩储层为主力气层之一，其中台内滩、台地边缘滩和前积体滩为重要的类型。结合生物礁、滩储层的地震剖面特征，进行了多个礁、滩储层的正演模拟，得到几点认识：①礁、滩储层由于与围岩的物性差异较大，即与围岩的波阻抗差异加大，其在地震剖面上往往形成较强的地震反射，呈“亮点”特征；②随着礁、滩储层物性变好，即随孔隙度增加，地震反射振幅逐渐增强；③由于浅滩储层的厚度有时很薄，同一滩体在不同部位的厚度差异大，因此在滩体内部可能会因为调谐而造成内部呈杂乱或呈短段中弱反射。
1.3 生物礁的地震剖面特征
依据生物礁滩数值模拟结果，分析具有生物礁滩反射特征的地震剖面表明，生物礁滩在地震剖面上的形态呈丘状凸起，主要表现为低频、弱振幅、丘状杂乱反射特征，礁底有强反射中断，两端有上超现象，礁前斜坡比礁后斜坡为陡，礁盖反射呈亮点现象。
2 边缘检测技术及生物礁边界刻画
常规的边缘检测算法若采用小尺度的边缘检测算子，对生物礁位置定位比较精确，但信噪比较低；若采用大尺度的边缘检测算子，对噪声压制比较好，但位置相对模糊。采用小波域尺度积算法的边缘检测方法[5]可以准确地描述生物礁的边界。
基于特征值计算的第三代相干数据体技术，利用相邻地震信号的相似性来描述地层和岩性的横向不均匀性，也可较准确地检测出生物礁发育的边界及分布范围。
3 地震层位精细对比及礁滩复合体空间分布预测
生物礁异常体的外部界面粗糙，内部反射杂乱，缺少连续追踪的地震反射同相轴，地震层位识别陷阱多，但生物礁在沉积上有独特的形成和演化规律，有比较明显的岩隆反射特征，这是识别生物礁异常体的关键[6]。一方面，通过井震分析，结合数字模拟技术得到的生物礁、滩的地震响应特征，在实际地震记录上进行识别；另一方面，借助相位剖面进行对比识别，相位受能量影响较小，因此在振幅弱的地方可能上下层的相位差异仍然比较明显。
在精细层位对比解释的基础上，基于古地貌恢复的生物礁滩三维成图，便可绘制出礁滩复合体的空间分布图。图2为根据三维地震资料绘制的飞仙关组沉积前古地貌展布网，反映了长兴组生物礁的空间展布，早期在台地内形成了滩相沉积，随着长兴期生物礁快速生长和加积，在台地边缘形成生物礁滩复合带。礁滩复合体空间分布图确定后，相应的沉积相带也可解释出来，图中可明显地划分出陆棚、斜坡、台地边缘礁、台内滩、开阔台地等相带。
4 地震波形分类技术及沉积相解释
由于生物礁具有与围岩不同的特殊结构，因此，识别的主要标志体现在其外部反射结构、内部反射特征和波形的差异方面。利用生物礁的结构和波形与围岩的差异，可以依据长兴组顶、底界以及内部波形特征开展地震相分析，结合钻井进行沉积微相划分，圈定生物礁、滩分布的平面展布特征。
在元坝地区基于地震波形分类及沉积相解释结果表明，在吴家坪组碳酸盐岩缓坡台地的基础上，长兴组礁滩复合相带发育早期成滩和晚期成礁旋回，早期生屑滩发育，晚期为礁盖白云岩发育期，形成上下两套储层，且礁、滩储层具有叠置连片的特征。
陆棚相具强振幅、高连续及平行地震相；台地边缘斜坡相具中弱振幅、亚平行及斜交前积地震相；台地边缘礁滩相总体具中弱振幅及亚平行地震相，内部发育弱振幅、杂乱及丘状地震相，为礁滩相的典型特征；开阔台地相以中振幅、中连续及亚平行相为特征。
5 地层切片技术及多期次礁滩演化分析
由于生物礁、滩发育在纵向上具有多期次和迁移性，在横向上具有加积和叠置连片性，单个的礁体或滩体受地震分辨率的限制难以进行刻画。选用反映礁滩发育敏感的地震属性进行地层切片分析可以对不同期次的礁滩演化规律及其分布特征进行分析。
图3是在长兴期层序格架划分基础上，对两个Ⅲ级层序中控制储层发育的体系域进行地震属性的等时地层切片，能较好地反映了长兴组礁、滩体的发育和演化规律。长一段下部为海侵体系域(SQ1-TST)，B1井及以西地区为开阔台地相沉积，B1井以东相变为台地边缘斜坡陆棚沉积，储层不发育。长一段上部为高位体系域(SQ1-HST)，B5井西南地区为台地边缘浅滩相沉积，浅滩相储层发育；B1井以东相变为台地边缘斜坡陆棚沉积，地层薄，储层不发育。长二段下部为海侵体系域(SQ2-TST)，B5井以西南地区为开阔台地相沉积，局部地势较高部位(如B101井)发育生屑白云岩储层；B1、B5井以东地区相变为台地边缘斜坡 陆棚沉积，储层不发育。长二段上部为高位体系域(SQ2-HST)，B5、B1井以西南地区为台地边缘礁滩沉积，储层发育，物性好、厚度大、分布广；B1、B5井以东地区相变为台地边缘斜坡-陆棚沉积，储层不发育。因此，长兴组的储层明显受到沉积体系域的控制，主要发育在高位体系域内的台地边缘礁滩相中，并且表现为早期以滩相沉积为主，晚期以礁相沉积为主，平面上具有前礁后滩的特点。
6 波形复杂程度及储层非均质性刻画
受生物礁、滩发育的影响，其礁滩储层的发育存在非均质性和复杂性。在储层发育带，地震波波形变得复杂，可利用表征复杂程度的特征量进行储层检测[7]。关联维和近似熵正是这样的特征量。关联维绝对值越小，表明波形越复杂，熵越大，不确定性越强。
图4是长兴组顶部关联维分析结果。实钻的B102井和8103h井在长兴组上部钻遇礁盖白云岩储层，B102井测试获工业气流，不含水，而8103h井出水，且海拔位置比B102井还高，证明这2口井分属不同的气藏，储层预测及反演结果难以进行区分，而基于波形复杂程度的关联维分析表明两二者之间存在变化且互不连通。因此可以利用反映波形复杂程度的属性来刻画储层的非均质性和复杂性，但无法区分礁和滩。
7 低频伴影技术及含气储层识别
地震低频伴影是指油气藏正下方的地震低频强反射能量，地震低频伴影作为油气层识别的一个重要标志，地震波穿过具有较强吸收衰减作用的油气层时，波的低频能量相对衰减小，高频能量衰减较强烈。这是对地震低频伴影的物理、地质机理的一种合理的解释或猜测。Korneev等人利用弥散 黏滞型波动方程成功模拟了地震信号的低频效应[8]。贺振华等在弥散-粘滞型波动方程的基础上实现了地震低频伴影的模拟[9]，说明油气储层对地震信号时频谱中高频成分的较强吸收衰减是产生低频伴影的主要原因。
从时频分析结果中，在储层段和储层段的正下方切取不同频率的共频率沿层切片，便可进行低频伴影现象分析。在地震频率较低时(8Hz)，所圈定范围内的含气储层的地震反射能量强(红色区)，其正下方出现相同的强反射能量，这些低频强能量就是地震低频伴影；而当地震频率为10、12Hz时，低频能量上强下强的区域缩小；当地震频率为16Hz时，表现为由低频向中高频过渡特征；当频率升高，从18、22、28、38Hz变化，有利储层的地震能量表现为上强下弱特征，没有地震低频伴影现象。由此可以推断所圈定范围为礁盖储层含气的有利区域(图5)。
8 “相控法"储层预测及精细描述
8.1 相控地质建模
在地震、沉积相研究的基础上，利用解释层位和储层顶底层位作为约束层，对陆棚、斜坡、礁滩复合体等不同相区建立主控制层的插值权重，采用协同建模的方法进行三维精细构造建模和相控地质建模，构建出符合礁滩储层地质特征的非层状初始模型。
8.2 高精度地震反演
充分利用已有钻井、测井资料和高分辨率目标处理的地震数据开展高精度相控井约束地震反演，得到波阻抗数据体，进而以该数据体作为软约束开展伽马随机反演，根据统计值设置伽马门槛对波阻抗数据体进行滤波，得到反映纯储层的波阻抗和速度数据体。
研究区相带变化大，长兴组横跨了多个相带，完钻井揭示各井在长兴组储层速度差异很大。如果只是简单用声阻抗及伽马作为门槛值来区分储层、非储层，只能局限在某一个相带，而如果全区采用相同门槛值则可能去掉了好的储层或不能完全去除泥灰岩，同时从反演剖面上很难直观地分辨出储层，给储层精细预测及描述带来了困难。为了突出储层特征，可采用对储层反映最为敏感的孔隙度曲线重构声波曲线进行拟声波曲线波阻抗反演，进一步突出高速非储层背景下的储层低速特征，提高储层预测的分辨率，从而能有效反映储层纵横向展布特征。
开展多尺度礁滩储层地震预测和精细描述，落实了元坝地区长兴组台缘礁滩复合体、礁后浅滩、礁间滩、台内滩等4种类型7个勘探目标。至2010年底，完钻井8口均钻遇白云岩储层，并均获得工业天然气。
实践证明，以地质分析与沉积相研究为指导、以数值模拟与地震相分析为基础、以边界检测与储层内部复杂性刻画为条件、以相控多参数反演与储层精细描述为核心的礁滩储层多尺度综合识别技术是开展超深层碳酸盐岩礁滩储层预测的有效方法。
参加研究工作的还有陈祖庆、盛秋红、彭嫦姿、贺振华、黄德济、文晓涛等，在此表示感谢！
参考文献
[1] 郭旭升，郭彤楼，黄仁春，等.普光-元坝大型气田储层发育特征与预测技术[J].中国工程科学，2010，12(10)：82-90.
[2] 戴建全.川I东北元坝地区长兴组-飞仙关组气藏勘探潜力评价[J].成都理工大学学报：自然科学版，2010，37(4)：419-423.
[3] 郭彤楼.川东北元坝地区长兴组一一飞仙关组台地边缘层序地层及其对储层的控制[J].石油学报，2011，32(3)：387-394.
[4] 蔡涵鹏，贺振华，黄德济.礁滩相油气储层预测方法研究[J].石油地球物理勘探，2008，43(6)：685-688.
[5] 文晓涛，贺振华，黄德济.小波域尺度积在裂缝检测中的应用[J].吉林大学学报：地球科学版，2008，38(d)：703-707.
[6] 贺振华，蒲勇，熊晓军，等.川东北长兴飞仙关组礁滩储层的三维地震识[J].物探化探计算技术，2009，31(1)：1-6.
[7] 文晓涛，贺振华，黄德济.基于小波包变换与关联维的储集层检测[J].新疆石油地质，2007，28(5)：569-571.
[8] KORNEEV V A，GOLOSHUBIN G M，DALEY T M，et al.Seismic low-frequency effects in monitoring fluid saturated reservoirs[J].Geophysics，2004，69(2)：522-532.
[9] HE Zhenhua，XIONG Xiaojun，BIAN Lien.Numerical simulation of seismic low-frequency shadows and its application[J].Applied Geophysics，2008，5(4)：301-306.
(本文作者：蒲勇 中国石化勘探南方分公司)
您可以选择一种方式赞助本站
支付宝转账赞助
微信转账赞助
- 注解：本资料由会员及群友提供仅供阅读交流学习，不得用于商业用途！
